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公開番号2025018072
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023121479
出願日2023-07-26
発明の名称電動モータ装置
出願人NTN株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02K 9/00 20060101AFI20250130BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】放熱構造を採用すると共に簡素かつ省スペース化を図ることができる電動モータ装置を提供する。
【解決手段】電動モータ装置は、固定子磁性体17および固定子磁性体17に巻回された励磁コイル3を有する固定子4と、固定子4と対向する磁極を有し固定子4に対して回転自在に支持された回転子6と、固定子磁性体17を支持する支持体Spとを備える。固定子磁性体17には、励磁コイル3が設けられた箇所から支持体Spに対して固定される箇所に至るまでの間に、空洞17bが設けられている。回転子6の磁極が、回転子6の回転軸を軸方向とした座標系の径方向にて固定子4と対向し、固定子磁性体17は内径側端部で支持体Spに固定される。固定子磁性体17における、励磁コイル3への固定部の内径側部分と、支持体Spへの固定部との間の径方向位置に、空洞17bが設けられている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
固定子磁性体およびこの固定子磁性体に巻回された励磁コイルを有する固定子と、前記固定子と対向する磁極を有し前記固定子に対して回転自在に支持された回転子と、前記固定子磁性体を支持する支持体と、を備えた電動モータ装置であって、
前記固定子磁性体には、前記励磁コイルが設けられた箇所から前記支持体に対して固定される箇所に至るまでの間に、空洞が設けられている電動モータ装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電動モータ装置において、前記回転子の磁極が、前記回転子の回転軸を軸方向とした座標系の径方向にて前記固定子と対向し、前記固定子磁性体は、内径側端部で前記支持体に固定され、
前記固定子磁性体における、前記励磁コイルへの固定部の内径側部分と、前記支持体への固定部との間の径方向位置に、前記空洞が設けられている電動モータ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電動モータ装置において、前記回転子の磁極が、前記回転子の回転軸方向にて前記固定子と対向し、前記固定子磁性体は、回転軸方向端部で前記支持体に固定され、
前記固定子磁性体における、前記励磁コイルへの固定部の基端側部分と、前記支持体への固定部との間の回転軸方向位置に、前記空洞が設けられている電動モータ装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電動モータ装置において、前記回転子の磁極が、前記回転子の回転軸方向にて前記固定子と対向し、前記固定子磁性体は、前記回転子の回転軸を軸方向とした座標系の内径側端部で前記支持体に固定され、
前記固定子磁性体における、前記励磁コイルへの固定部の内径側部分と、前記支持体への固定部との間の径方向位置に、前記空洞が設けられている電動モータ装置。
【請求項５】
請求項２または請求項４項に記載の電動モータ装置において、前記固定子磁性体には、前記固定子磁性体の軸方向に貫通する貫通孔である前記空洞が円周等配に複数設けられ、前記等配に設けられた前記空洞の数は、前記固定子の磁極数の正の整数倍と等しく、且つ、前記等配に設けられた前記空洞の周方向位置が前記磁極の中間に位置するように前記固定子磁性体に前記空洞が設けられている電動モータ装置。
【請求項６】
請求項２または請求項４項に記載の電動モータ装置において、前記固定子磁性体は、この固定子磁性体の少なくとも一部が前記空洞により径方向と非平行に繋がる形状として構成される電動モータ装置。
【請求項７】
請求項２または請求項４項に記載の電動モータ装置において、前記回転子を回転自在に支持する軸受を備え、前記支持体は、前記軸受を前記固定子磁性体と共に支持するハウジングを含む電動モータ装置。
【請求項８】
請求項３に記載の電動モータ装置において、前記支持体は、前記固定子磁性体の軸方向一端部を支持する固定子フレームを含む電動モータ装置。
【請求項９】
請求項１または請求項２に記載の電動モータ装置を備えた、電動垂直離着陸機。
【請求項１０】
請求項１または請求項２に記載の電動モータ装置を備えた、自動搬送車。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータ装置に関し、例えば、機電一体モータ等において、モータ温度を低減し、簡素かつ省スペース化を図ることができる技術に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電動モータ装置として、以下の技術が提案されている。
１．モータとこのモータを制御する制御装置等がモジュール化された機電一体モータの構造（特許文献１）。
２．電動モータでインペラを回転させて浮上するドローン（特許文献２）。
３．電動モータで駆動される無人搬送車（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－２３４５１３号公報
特開２０１９－１６７１０１号公報
特開２０００－１３２２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、特許文献１の電動モータ装置のように、固定子に励磁用のコイルが設けられ、このコイルが主要な発熱源となる場合が多い。コイルの主な放熱先はコイルが巻回された固定子磁極である。一般的に固定子磁極はハウジングとの嵌め合いによって簡素かつ堅牢に支持される構造が採られる。このため、最終的にコイルの発熱は、固定子磁極の支持部からハウジングに対して伝熱する場合が多い。
【０００５】
このとき、例えば、特許文献１のように、制御装置をモータ磁気回路と一体化した機電一体型電動モータ装置において、前述のコイルからの伝熱によって制御装置周辺の温度が上昇する可能性がある。特にコイル電流の通電経路を形成する駆動回路部の周辺の温度が上昇した場合、通電可能な電流が制限されてモータの出力が低下する問題が生じる可能性がある。
【０００６】
特許文献１のような制御装置一体型の構造を採らない場合においても、多くの場合は固定子を支持するハウジングに回転子を回転自在に支持する軸受が組付けられる。このとき、コイルの発熱が固定子磁極からハウジングを介して軸受に伝熱した場合、軸受の温度が上昇して寿命が低下する可能性がある。
【０００７】
これらの問題の対策として、例えば、伝熱経路に断熱材を介在させる構造を採る場合、または固定子と制御装置ないし軸受とを分離して支持するようなハウジングの構造とする場合、構造が複雑になりモータ全体のサイズが増大する可能性がある。一般に、特許文献２に記載のドローンまたは特許文献３に記載の無人搬送車等に適用するモータにおいて、ドローンの小型化または無人搬送車の荷物搭載スペース確保のために、モータの搭載スペースを削減することが求められる場合が多く、モータのサイズ増大が問題となる可能性がある。さらには、前記断熱材等により伝熱経路を完全に遮断した場合、コイルの放熱が困難となってモータの性能低下等の問題が生じる可能性がある。
【０００８】
本発明の目的は、放熱構造を採用すると共に簡素かつ省スペース化を図ることができる電動モータ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電動モータ装置は、固定子磁性体およびこの固定子磁性体に巻回された励磁コイルを有する固定子と、前記固定子と対向する磁極を有し前記固定子に対して回転自在に支持された回転子と、前記固定子磁性体を支持する支持体と、を備えた電動モータ装置であって、
前記固定子磁性体には、前記励磁コイルが設けられた箇所から前記支持体に対して固定される箇所に至るまでの間に、空洞が設けられている。
【００１０】
この構成によると、固定子磁性体には、励磁コイルが設けられた箇所から支持体に対して固定される箇所に至るまでの間に、空洞が設けられている。固定子磁性体に空洞を設けて表面積を増加させることで、励磁コイルの発熱が支持体に伝熱するまでの放熱量を向上し、支持体の温度上昇を抑制する。固定子磁性体に空洞を設けた放熱構造を採ることで、ハウジングの分割またはヒートシンク等の設置を必要とせずこのようなヒートシンク等を備えた従来構造よりも簡素かつ省スペース化を図ることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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